从信息安全角度浅析RDSS系统的安全性

张涛; 聂桂根; 马俊

doi:10.12265/j.gnss.2024055

从信息安全角度浅析RDSS系统的安全性

doi: 10.12265/j.gnss.2024055

张涛^1, ,,
聂桂根^2,,
马俊^2,

1.
武汉大学测绘学院, 武汉 430079
2.
武汉大学卫星导航定位技术研究中心, 武汉 430079

详细信息

作者简介:
张涛：(1972—)，男，硕士，高级工程师，研究方向为通信、信息安全、定位、雷达. E-mail：uhwsin@qq.com

聂桂根：(1964—)，男，博士，教授，研究方向为卫星大地测量. E-mail：ggnie@whu.edu.cn

马俊：(2000—)，男，硕士，研究方向为通信、信息安全、定位、雷达.E-mail：2022206180002@whu.edu.cn

通信作者:
张　涛E-mail: uhwsin@qq.com

中图分类号: P228；TN911.7；TN96
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出版历程
- 收稿日期: 2024-03-20
- 录用日期: 2024-03-20
- 网络出版日期: 2024-07-15

Analyzing the security of RDSS system from the perspective of information security

ZHANG Tao^{1
, ,},
NIE Guigen^2
,,
MA Jun^2
,

1.
School of Geodesy and Geomatics Wuhan University, Wuhan 430079, China
2.
GNSS Research Center, Wuhan University, Wuhan 430079, China

摘要

摘要: 针对卫星无线电测定业务(radio determination satellite service，RDSS)系统的信号结构和运行机制，分析了RDSS系统的安全优势，从信息安全的保密性、完整性和可用性三个角度研究了RDSS系统可能存在的安全隐患和应对措施，特别是采用射频录制和回放(record and replay，RAR)手段对RDSS系统可能存在的仿冒与欺骗安全隐患做了验证. 证明RDSS系统在抗RAR攻击方面存在漏洞，容易被RAR攻击欺骗，这种欺骗攻击暴露了RDSS系统存在完整性和可用性上的安全隐患，可能使得终端用户造成信息混乱，也可能使终端用户被触发频次限制，无法得到正常的服务. 最后提出了针对此类安全隐患提高系统安全性的几种措施.
- GNSS /
- 卫星无线电测定业务(RDSS) /
- GPS /
- 北斗卫星导航系统(BDS) /
- 欺骗 /
- 反欺骗 /
- 信息安全 /
- 重放攻击 /
- 软件无线电
Abstract: This paper analyzes the security advantages of radio determination satellite service (RDSS) in terms of signal structure and operation mechanism, and studies the potential security risks and countermeasures of RDSS from three aspects of information security: confidentiality, integrity, and availability. In particular, the use of radio frequency recording and replay (RAR) to verify the potential counterfeiting and deception security risks of RDSS has been studied prove that RDSS has vulnerabilities in resisting RAR attacks and is easily deceived by RAR attacks. The success of this deception attack exposes the security risks in the integrity and availability of the RDSS system, which can cause information confusion for end users and may also limit the frequency of attacks, preventing them from receiving normal services. Finally, several measures were proposed to improve system security in response to such security risks.
- GNSS /
- RDSS /
- GPS /
- BDS /
- spoofing /
- anti spoofing /
- information security /
- RAR attacking /
- SDR

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图 1 入站信号格式

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图 2 RDSS下行信号录制

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图 3 RDSS系统下行信号重放

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图 4 RDSS系统终端对重放信号的响应结果截图

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参考文献(20)

[1]	王晓燕, 杨晶晶, 黄铭, 等. GNSS干扰和欺骗检测研究现状与展望[J]. 信号处理, 2023, 39(12): 2131-2152.
[2]	周兴, 陈帅, 白钲皓, 等. 基于BDS载波与伪码一致性的欺骗检测算法[J]. 导航与控制, 2023, 22(3): 47-53. DOI: 10.3969/j.issn.1674-5558.2023.03.007
[3]	张鑫. 卫星导航欺骗干扰信号检测技术综述[J]. 全球定位系统, 2018, 43(6): 1-7.
[4]	马鹏程. 卫星导航欺骗对抗评估方法与应用研究[D]. 长沙: 国防科技大学, 2021.
[5]	杨路敏. 北斗卫星导航信号欺骗干扰检测技术研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2022.
[6]	颜维平. 北斗抗干扰天线的设计与实现[D]. 广州: 华南理工大学, 2020.
[7]	王君, 郭思远, 王嘉伟. 北斗RDSS入站信号对GNSS信号的干扰分析及应对策略[J]. 时间频率学报, 2022, 45(1): 52-58.
[8]	孔祥钰. 北斗区域短报文信号兼容性及抗干扰研究[D]. 西安: 西安电子科技大学, 2022.
[9]	楚恒林, 高扬, 陆明泉. S频段卫星导航信号与临频信号兼容性分析与试验[J]. 遥测遥控, 2018, 39(3): 1-7.
[10]	张海涛. 北斗系统与5G NR(2.6GHz)系统的干扰分析[C]//2018中国信息通信大会论文摘要集, 2018: 1.
[11]	窦晓晶, 刘安斐, 陈冶. RDSS入站干扰来源判别方法研究[C]//第八届中国卫星导航学术年会论文集——S03卫星导航信号与信号处理, 2017.
[12]	张春海, 陈念茹, 李洪涛. 北斗系统RDSS业务与TD-LTE系统S频段临频有害干扰分析[C]//第六届中国卫星导航学术年会论文集, 2015.
[13]	韩祥辉. 北斗卫星导航系统与邻频系统干扰共存分析与技术研究[D]. 北京: 北京邮电大学, 2015.
[14]	张天桥, 葛侠, 刘治君, 等. 北斗S信号受地面5G干扰影响分析及对策研究[J]. 无线电工程, 2021, 51(10): 1037-1041.
[15]	李琳, 杨生, 谭述森. 北斗用户机抗干扰低暴露技术研究[C]//第一届中国卫星导航学术年会论文集(上), 2010: 9.
[16]	谭述森, 卫星导航定位工程[M]. 第2版. 北京: 国防工业出版社, 2010.
[17]	黄文德, 康娟, 张利云, 等. 北斗卫星导航定位原理与方法[M]. 北京: 科学出版社, 2019.
[18]	张涛. GNSS信号录制与回放设备的研制及应用[J]. 全球定位系统, 2018, 43(3): 45-50,55.
[19]	熊平, 朱天清. 信息安全原理与应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2016.
[20]	杨松. 基于FPGA的Keeloq算法加解密电路的设计与测试[D]. 武汉: 华中科技大学, 2016.